quinonasp

Alejandro Martínez M. 1

QUINONAS Y COMPUESTOS RELACIONADOS

O

O

12

345

6

78

910

Metabolitos secundarios con un núcleo dicarboniloquinoide orto o para.

Ejemplos: Antraquinonas, Naftoquinonas, benzoquinonas, fenantraquinonas


Clases de QuinonasO

O

12

34

5

6 6

54

3

1O

O

p-Benzoquinona o-Benzoquinona

O

O

12

345

6

78

p-Naftoquinona


Clases de Quinonas

O

O45

6

78

Antraquinona

12

3

O

O

Diantrona


Nomenclatura de AntraquinonasNombre común: termina en ina (sin carbohidratos ligados) u ósido (con carbohidratos ligados).

Ejemplo:O

O

O HO H

C H 2O H

Aloe-emodina


Nombre IUPAC: Se nombran los sustituyentes en orden y se termina en antraquinona.

Por ejemplo para la aloé-emodina:

O

O

OHOH

CH 2OH

12

345

6

78

1,8-dihidroxi-3-hidroximetilén-antraquinona


Ejercicios de nomenclaturaO

O

C O O H

O HO H

H O C H 3

O

O

C H 3R a m O

O G lu O H

Glucofrangulósido-A

Endocrocina


Ejercicios de nomenclaturaO

O

C O O H

O HO H

H O C H 3

O

O

C H 3R a m O

O G lu O H

4,5,7-trihidroxi-3-carboxil-2-metilantraquinona

6-O-Ramnosil-8-O-Glucosil-1-hidroxi-3-metilantraquinona

Alejandro Martínez M. 8NAFTODIANTRONAS

O

O

DIANTRONAS

O

O

ANTRAHIDROQUINONAS

O H

O H

OXANTRONAS

O

O H

ANTRAQUINONAS

ANTRANOLESANTRONAS

O

O

O HO

Clases de compuestos antracénicos


BiosíntesisVía Acido Shikímico

Rubiáceas, Gesneriáceas, Escrofulariáceas, Verbenáceas, Bignoniáceas

Vía MalonilCoenzima-A

Hongos, líquenes y plantas superiores de las familiasRamnáceas, Poligonáceas, Leguminosas


Otros compuestosantracénicos

1. [O]2. H +

O O HO H

H OO

C O O H

Dimeriza

Enoliza

S C oA

OO O HO H

H O

-3H 2 O

S C oA

O

O O O O

S C oAOOO

O

O O O O

AcetilCoA + 7 MalonilCoA

O

O

Biogénesis vía MalonilCoenzima-A


HOOH

HOOH

O

OH

O

OH-2H2O O

COOH

O

O COOH

OOH

HO O

-CO2

HOO

COOH

OH

OHCOOH

OOH-H2O

OH

OOH-CO2

OPP

OH

OOH

OH

OOH

OH

OOH

Biogénesis vía Acido Shikímico


O

O

O O

H

HH

H

H

H H

HH

H

ESTRUCTURA ESPACIAL DE ANTRAQUINONAS


DISTRIBUCION Y ESTADO NATURAL ANTRAQUINONAS Y RELACIONADOS

• Plantas• Microorganis-mos• Organismos marinos

(equinodermos)• Insectos

• Partes aéreas• Glicósidos (O- y C-

Glicósidos)• Agliconas (formas

libres)• Sales (sulfatos)


HECHOS ESTRUCTURALES• OH en C-4 y C-5• Grupo Metilo, hidroximetileno o carboxilo en

C-2 • OH u OMe en C-7.• Glucosa, ramnosa y rutinosa• O-glicósidos: carbohidratos ligados en C-6 o C-

8• Los C-glicósidos tienen los carbohidratos

ligados a través de C-10 (antronas).

O

O


METODOS DE EXTRACCION

• Agliconas• Glicósidos• Material vegetal

fresco• Material vegetal seco

y molido• Con agentes

oxidantes


EXTRACCION DE COMPUESTOS ANTRACENICOS A PARTIR DE TEJIDOS FRESCOS

(METODO GENERAL I)

• Material en trozos pequeños• Liofilización• Molienda• Material pulverizado en contacto con

solvente orgánico o mezcla, de diferentepolaridad

• Filtración• El filtrado se concentra a sequedad con

vacío y temperatura menor de 40°C


EXTRACCION DE COMPUESTOS ANTRACENICOS A PARTIR DE TEJIDOS FRESCOS

(METODO GENERAL II)

• Material en trozos pequeños• Extracción con alcohol• Filtración• Evaporación del alcohol• Partición con solventes orgánicos de

diferente polaridad, p. ej. éter de p., cloroformo y n-BuOH o mezclas

Los glicósidos quedan en el solvente máspolar: n-BuOH


EXTRACCION DE COMPUESTOS ANTRACENICOS A PARTIR DE TEJIDOS SECOS

(METODO GENERAL III)

• Material vegetal seco• Molienda• Material pulverizado en contacto con

solvente orgánico o mezcla, de diferentepolaridad

• Filtración• El filtrado se concentra a sequedad con

vacío y temperatura menor de 40°C• Extractos de diferente polaridad


EXTRACCION DE COMPUESTOS ANTRACENICOS CON HIDROLISIS Y OXIDACION (METODO

GENERAL PARA CUANTIFICACION)

• Material vegetal fresco en trozos pequeñoso material vegetal seco y molido

• Hidrólisis ácida (HCl dil.) • Oxidación con H2O2

• Filtración• Partición con solvente inmiscible con agua• Evaporación de la fase clorofórmica


METODOS DE SEPARACION

• SEPARACIONES CUALITATIVAS: Cromatografía en Capa Fina (CCF), Cromatografía en papel (CP), HPLC

• SEPARACIONES CUANTITATIVAS: CCF-DENSITOMETRIA, HPLC

• SEPARACIONES PREPARATIVAS: CCF, Cromatografía en Columna (CC) y HPLC


Análisis CCF de drogas vegetalescon compuestos antracénicos

Wagner-Bladt-Zgainski,

“Plant Drug Analysis. A Thin Layer Chromatography Atlas”

Springer-Verlag, N. Y., 1984 y post.


Valores Rf y máximos de absorción UV-VIS de varias antraquinonas

Antraquinona Rf(I) Rf(II) Máx. UV(nm)

Emodina 0.52 0.18 223, 254, 267,290, 440

Crisofanol 0.76 0.53 225, 258, 279,288, 432

Fisción 0.75 0.42 226, 255, 267,288, 440

Aloé-emodina 0.36 0.53 225, 258, 279,289, 430

Reína 0.24 0.03 230, 260, 432

Acido emódico 0.18 0.00 227, 252, 274,290, 444

I) Sílica gel en NaOH 0.01M, Benceno-AcOEt-AcOH 75:24:1

II) Poliamida, MeOH-Benceno 4:1


SEPARACIONES CUALITATIVAS: CCF


ENSAYOS DE RECONOCIMIENTO

• Ensayo de Borntränger

• Ensayo con Acetatode Magnesioalcohólico

• Ensayo de reducciónmoderada

• Ensayo de reduccióndrástica


ENSAYO DE BORNTRANGER-KRAUSS


Ensayo con Acetato de Magnesio alcohólico(Compuestos puros)

meta-dihidroxiladas

para-dihidroxiladas

orto-dihidroxiladas


Ensayo de reducción moderadaO

O

O H

O H

M°/H +O 2 (aire)

Forma oxidada Alta conjugación(Coloreada)

Forma reducida Baja conjugación(Incolora)


Ensayo de reducción drásticaO

O

O

O

R

Zn

ZnR

NaftalenoP.F. 80°C

R=H, Antraceno P.F. 216°CR=Me, P.F. 245°C


Oxidación crómica


Características espectrales


Espectroscopía Ultravioleta

220-290 nm

300-350 nm

400-500 nm

240-450 nm

O

OO

O


Formación de quelatos de hidroxilos pericon AlCl3

O

O

OH

HO

HOO

O

O

OAl

O

Al

Cl

Cl Cl

O

O

OAl

Cl Cl

HO

HO

AlCl3

HCl


Espectroscopía Infrarrojo

O

OOH

Aprox. 1660 cm -1 (no quelatado)

Aprox. 1630 cm -1 (quelatado)

Nota: Se observan además las bandascaracterísticas de compuestos aromáticos,alifáticos, C-O, O-H, etc.


Espectro IR de la antraquinona


Espectrometría RMN-1HO

O

C H 3C H 3 O

O H

(4 ppm, s)

(2.3 ppm, s)

(12-14 ppm, s ancho)

O

O

C H 3C H 3 O

O H

H

HH

H

H

Grupos funcionales:

2. Protones aromáticos:

Resuenan alrededor de 6 - 8 ppm

d, J=meta

d, J=meta d, J=meta

dd, J=orto ymeta

d, J=orto


Espectro RMN-1H de antraquinona (CDCl3)

O

O


Espectrometría RMN-1H

OH

O H

O H

HH

O HH

O HH

O H

1

23

4

56

4.4-4.8 ppm

3.2-4.0 ppm: Protones vecinos a hidroxilos

Otros grupos funcionales:Ar- CH 2 -OH: 4.5 ppmAr- CH O: > 8 ppmAr-COO H: > 5 ppm


Espectrometría RMN-13C

O

O

Me

OMe

HO

OH

12 δ

55 δ

185 δ (quelato)

180 δ

62 δ

160 δ

120 δ

143 δ


Espectro RMN-13C de la antraquinona (CDCl3)

O

O


Espectrometría RMN-13C

OH

O H

O H

HH

O HH

O HH

O H

1

23

4

56

100-110 ppm

60-85 ppm: Carbonos hidroxilados

Otros grupos funcionales:Ar- CH 2 -OH: > 60 ppmAr- CH O: >180 ppmAr-COO H: > 160 ppm


Espectrometría de masasFormas libres: EMIE

Glicósidos: FAB

Otras técnicas: Ionización Química

O

O

R O

M +. (intenso)

R O

O[M-CO] +.

R O

[M-2CO] +.[M-2CO-R]+

+ O


Espectro de masas EMIE de la antraquinona

O

O


Acción laxante de las AntraquinonasO

O

OH OH

R' R

Requisitos estructurales para la acción:

R= Me, CH 2OH, COOHR'=OH, OMe

Se absorben a nivel del intestino , e inducen laacción neuropestáltica

Los glicósidos se absorben menos, por sermás polares, pero las formas libres son irritantes

Los O-glicósidos de diantronas y antraquinonasy los C-glicósidos de antronas con C-10 libre ,son los más activos


Principales drogas con compuestos antracénicos

Sen, Cassia senna(Leguminosae)

Hojas y frutos desecados

Norte de Africa, India, Pakistán

Componentes principales: glicósidos diantrónicosSenósidos A/B, senósidos C y D; mono- y diglicósidos de reína y emodina

Tisanas, polvos, etc. Laxante


Cáscara sagradaRhamnus purshiana, Ramnáceas

•Corteza desecada

•Oeste de Canadá y Estados Unidos, y Kenia

•6-9% de derivados antracénicos (tanto O- como C-glicósidos): cascarósidos A, B, C y D; barbaloína, crisaloína, emodín-oxantrona, aloé-emodina, crisofanol, emodina; y las palmidinas A, B y C.•Países anglosajones como laxante•tisanas, formas galénicas, extractos titulados de cascarósidos(elíxires), extracto seco en comprimidos.


RuibarboRheum palmatum, Poligonáceas

•Raíces desecadas

•China

•Falsificaciones: R. rhaponticum, R. officinale, R. emodi, R. webbianum, R. coreanum.

•Antraquinonas sin grupo carboxilo•Antraquinonas con un grupo carboxilo (Reína y glucoreína).•Antronas o diantronas de crisofanol, emodina, aloé-emodina y fisción. •Heterodiantronas: Palmidinas A y B, crisofanol-antrona, Palmidina-C, reín-antrona (Senidina C y Senósido C), crisofanol-antrona (reidina B), fisción-antrona (reidina C).•amargo estomáquico, purgante o laxante ocasional. •Bitiligo (!?)


Penca zábila (Acíbar, Aloe)Varias especies de Aloe (Familia

Liliáceas).

•Jugo desecado de las hojas

•Sudáfrica (Aloe capensis, "Aloé del Cabo"), Kenia, Curazao, Aruba, Bonaire

•Aloinósidos A y B •Aloesinas A y B •Aloína•Purgantes "tintura de Benjuí compuesta" ("Bálsamo de Friari").


Cochinilla hembra(Dactylopius coccus),

•Hembra

•América central, Perú, Islas Canarias

•Carmín, Rojo carmín

•Droga contiene ca. 50% de ácido carmínico

•Uso: Colorante para sólidos y líquidos

• 5 g de ácido carmínico cuesta US $ 30 (2007)


NAFTOQUINONAS

O

O


PROBLEMA 1• 1. De Streptocarpus dunni, Gesneriaceae; se aisló por métodos

cromatográficos una sustancia que cristaliza en agujas amarillas de P.F. 183-4°C y con las siguientes características espectrales:

• UV (MeOH): 226(4.24), 247(4.40), 254(4.42), 279(4.02), 325(3.43), 408(3.74) nm

• IR (KBr): 1660, 1625, 1580 cm-1, etc.• RMN-1H: 2.37_ (s, 3H), 7.51 (d, j=8 hz, 1H), 7.74 (d, j=8 Hz, 1H), 7.73-7.86

(m, 2H), 8.20-8.35 (m, 2H), 12.93 (s, 1H).• %C = 75.4 %H = 4.1• EMIE: M+.= 238• Determine la estructura más probable para esta sustancia, describa su

biogénesis a partir del precursor inmediato correspondiente y asígnele el correspondiente nombre IUPAC.

• Qué longitud de onda utilizaría para cuantificar esta sustancia dentro de una mezcla? Porqué?


OH

CH3

O

O

1-Hidroxi-2-metilantraquinona

2.37s

12.93s

7.74d*

7.71d*

7.73-7.86m8.20-8.35m


PROBLEMA 3• Del extracto acetónico de las raíces de Polygonum cuspidatum, Polygonaceae; se aisló

mediante métodos cromatográficos una sustancia que cristaliza en agujas amarillas desde metanol con P.F. 299-302°C. Esta sustancia produce una coloración amarillo-naranja al tratarla con acetato de magnesio en solución, y posee las siguientes características espectrales:

• UV (EtOH): 204(4.26), 224(4.49), 250.5(4.10), 269(h, 4.16), 286.5 (4.29), 422(3.86), 443(3.86) nm.

• IR (Nujol): 1670, 1635, 1605, 1570 cm-1, etc.• RMN-1H (CDCl3 + DMSO-d6): 2.42 _ (s, 3H), 3.97 (s, 3H), 6.81 (d, j=2.5 hz, 1H), 7.33

(d, j=2.5 Hz, 1H), 7.04 (d, j=2 Hz, 1H), 7.50 (d, j=2 Hz, 1H), 13.31 (s, 1H).• EMIE: M+.= 284• Determine la estructura más probable para esta sustancia y asígnele el correspondiente

nombre IUPAC. Describa su biogénesis a partir del precursor inmediato correspondiente.

• Entre esta sustancia y la 5-hidroxi-4-metoxi-2-metilantraquinona, cuál de las dos debe tener una mayor acción laxante? Cuál de las dos debe presentar mayor Rf en cromatografía normal? Porqué?


CH3

O

O OCH3OH

HO2.42s7.09d*

6.81d*

3.97s13.31s

7.50d*

7.35d*

5,7-Dihidroxi-4-metoxi-2-metilantraquinona


Problema 3Del extracto acetónico de las raíces de Polygonum cuspidatum , Polygonaceae; se aislómediante métodos cromatográficos una sustancia que cristaliza en agujas amarillasdesde metanol con P.F. 299-302°C. Esta sustancia produce una coloración amarillo-naranja al tratarla con acetato de magnesio en solución, y posee las siguientescaracterísticas espectrales:UV (EtOH): 204(4.26), 224(4.49), 250.5(4.10), 269(h, 4.16), 286.5 (4.29), 422(3.86),443(3.86) nm.IR (Nujol): 1670, 1635 , 1605, 1570 cm -1, etc.RMN-1H (CDCl3 + DMSO-d 6): 2.42 _ (s, 3H) , 3.97 (s, 3H), 6.81 (d, j=2.5 hz, 1H),7.33 (d, j=2.5 Hz, 1H), 7.04 (d, j=2 Hz, 1H), 7.50 (d, j=2 Hz, 1H), 13.31 (s, 1H).EMIE: M+.= 284Determine la estructura más probable para esta sustancia y asígnele el correspondientenombre IUPAC. Describa su biogénesis a partir del precursor básico correspondiente

C H 3

O

O O C H 3O H

H O2.42s7.09d*

6.81d*

3.97s13.31s

7.50d*

7.35d*

5,7-Dihidroxi-4-metoxi-2-metilantraquinona


Problema 9Del extracto clorofórmico de la corteza de Pera nitida, Euphorbiaceae; se aisló unasustancia amarilla con las siguientes características:P.F. 77-78°CEnsayo con cloruro férrico: Color rojoEnsayo con NaOH: Color violetaEnsayo de reducción con Zn/AcOH: Desaparece el color rojo, pero reaparece poroxidación al aire.EMIE (70 Ev): m/z (%IR): 188(100), 189(11.97), 190(1.39), 170(28), 160(34), 131(57),120(47), 92(54), 77(20), 63(36).ESPECTROS UV:MeOH: 420(1550), 263(4608), 253(4475), 208(12675) nmNaOH: 515(1713), 268(4150), 211(13760), 204(13800) nmNaOH+HCl: 420(1520), 265(4590), 253(4490), 208(11995) nmAlCl3: 493(1725), 278(4100), 272(4215), 216(11490) nmAlCl3+HCl: 493(1725), 276(3730), 270(4140), 216(9340), 211(10500) nmIR (KBr): 3440, 1670, 1650, 1610, 1455, 1365, 1260, 1230, 900, 840, 760 cm-1.RMN-1H (60 Mhz, CCl4): 2.10δ (d, 3H, j=1.8 Hz), 6.70 (c, 1H, j=1.8 Hz), 7.20 (dd,1H, j=9 y 3 Hz), 7.35-7.65 (m, 2H), 11.9 (s, 1H).Determine la estructura más probable para esta sustancia si se asume que es originadavía acetilCoA.


O

OO H

C H 32.10d

6.70c

11.9s

7.20dd

7.35-7.65m

PlumbaginaRev. Col. Quím. 12 , 67 (1984)

1 g : US $ 44.20 (1997)


Problemas propuestos1) En el laboratorio nos entregan dos tubos de ensayo sin rotular. Uno de los tubos contiene 10 mg de 1,3-dihidroxi-2-metoxiantraquinona, y el otro contiene 10 mg de 1,2-dihidroxi-3-metoxiantraquinona.

Qué hacemos para identificar cada sustancia y rotularadecuadamente los tubos ?

2) En el laboratorio nos entregan en un tubo de ensayo 20 mg de una mezcla 1:1 de aloína y aloé-emodina.

Cómo podemos separarlas e identificarlas ?


Problemas propuestos3) Se tiene una mezcla 1:1 de aloé-emodina y fisción (o fisciona). Al analizarla por CCF (Sílica gel en NaOH0.01M, Benceno:Acetato de etilo:Acido acético 75:24:1), con luz UV 254 nm, se observan dos manchas, una de Rf0.75 y otra de Rf 0.36.

A cuál sustancia corresponde cada una de las dos manchas ? Porqué ?

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